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性和抗剪强度指标 ｃ、φ也不同。张少宏等 ［１３］ 的试验结果表明，湿化变形量同堆石料本身的性质和颗
粒浑圆程度有关；石质坚硬、浑圆度好的堆石料湿化变形量小；石质软、易破碎、浑圆度差的堆石料
湿化变形量大。Ａｌｏｎｓｏ等 ［１４ － １５］ 研究了 Ｂｅｌｉｃｈｅ坝各测点的监测变形与雨强的关系，认为降雨对坝体长
期变形的影响十分突出。以上研究主要分析了堆石料在静水条件下湿化变形的特点，王海俊等 ［１６］ 和张
延亿等 ［１７ － １８］ 研究了水位升降条件对堆石材料变形特性的影响，发现干湿循环和水位升降过程对堆石料
的长期变形具有明显的促进作用。需要指出的是，水位循环升降过程中堆石料内部的细粒也会发生运
移和流失，加剧土骨架的附加变形，而以前的湿化试验中可能并未发生该部分变形，或者有发生但未
特别区分该部分变形，但因该部分变形是在水位升降的反复浸湿和脱水过程中产生的，在室内试验和
现场监测中通常将其归结为湿化过程引起的变形增量。鉴于此，本文的湿化变形定义中包含了循环浸
湿和脱水过程中细粒运移和流失导致的变形，也可称为广义湿化变形。
本文以某水电站堆石料为研究对象，采用自研侧限压缩潜蚀试验装置，开展单轴固结湿化变形试
验研究，探讨周期性水位升降所引起的细粒流失现象对堆石料湿化变形的影响，对比分析颗粒级配、
竖向压力、水位升降速率和初始含水率对细粒流失及湿化变形的影响规律。

２ 试验方法

２．１ 试验材料 试验所用材料为某水电站上游坝壳探坑开挖堆石料，母岩为砂岩夹板岩，颗粒棱角分
３
明，部分颗粒风化强烈，呈千枚化特征（见图 １），原位干密度为 ２．２３ｇ?ｃｍ ，比重为 ２．７４。该堆石料的最
大粒径为 ４００ｍｍ，由于室内试验试样尺寸限制，需对其进行缩尺处理。参考 《土工试验方法标准》 ［１９］ ，
为保留原始级配的压缩性，采用平移缩尺法将最大粒径调整为 ６０ｍｍ，原始和缩尺后的级配曲线见图 ２。
平移缩尺法保留了原级配土料的压缩性，但增加了细粒含量降低了渗透性，约束了细粒迁移。由
图 ２可见，缩尺后的级配曲线较连续，内部稳定性较好，可以预见在水位升降的动水条件下细粒流失
量将比较小。现场探坑和钻孔揭示，在现场堆石料一些部位存在粗粒架空现象，因此为了模拟现场的
架空部位的细粒流失过程，分析细粒流失对湿化变形的影响规律，设计了一种内部不稳定的间断级配
的土料进行对比试验。间断级配是在缩尺后的连续级配的基础上，保留 ２ｍｍ以下细粒含量不变，去
掉粒径为 ２０～２ｍｍ颗粒并用粒径 ６０～２０ｍｍ颗粒代替（见图 ２）。

图 １ 母岩特性 图 ２ 原材料和试验材料级配曲线
２．２ 试验原理和设备 试验原理及试验设备分别见图 ３和图 ４，该设备可开展恒定水位和升降水位条
件下的单轴固结湿化变形试验。试样仓尺寸为 Ф ３００ｍｍ × ３００ｍｍ（直径× 高度），可以用于测定最大粒
径为 ６０ｍｍ的粗粒土的压缩性和渗透性。在试样仓上方的圆形试样加压盖板边缘均布安装三支电子位
移计，采集精度 ０．００１ｍｍ，可以测量试样在试验过程中的竖向变形量。
在试样仓的底部为多孔滤板，用于进水以及排水和排砂。多孔滤板的孔径应根据堆石料中可流失
的颗粒粒径来确定。对于河流中天然堆石料的渗透连续性评价，刘杰 ［２０］ 从工程实用角度出发，建议用

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